DE19616586A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb von Wärmespeichern im Kühlmittelkreislauf von Verbrennungsmotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb von Wärmespeichern im Kühlmittelkreislauf von Verbrennungsmotoren, insbesondere in KraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Wärme
speichern im Kühlmittelkreislauf von Verbrennungsmotoren,
insbesondere in Kraftfahrzeugen und insbesondere für die Be
heizung des Motors beim Kaltstart, mit einem in einem über
den Motor führenden Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärme
träger, wobei der Wärmespeicher einen Zufluß und einen Abfluß
für den Wärmeträger aufweist, die ventilgesteuert über einen
den Speicherinnenraum umgehenden Bypass direkt miteinander
verbindbar sind, sowie eine Anordnung zur Durchführung des
Verfahrens.
Bei einem derartigen Verfahren soll der Wärmespeicher beim
Kaltstart die gespeicherte Wärme zur raschen Erwärmung des
Motors und gegebenenfalls zur baldigen Wärmeabgabe an der
Fahrzeugheizung abgeben, während andererseits die Wärmeabgabe
aus dem Kühlmittelkreislauf zur Wiederaufladung des Speichers
ausgesetzt werden soll, bis die Kühlmitteltemperatur einen
vorgegebenen oberen Schwellenwert erreicht hat, der anzeigt,
daß die vom Motor abgegebene Verlustwärme nicht mehr oder
nicht mehr voll zu dessen Aufheizung benötigt wird. Es ist
deshalb bekannt, beim Kaltstart bis zur Entladung des Spei
chers den Kühlmittelkreislauf über den Speicher zu führen und
bei Beendigung der Wärmeabgabe aus dem Speicher den Kühlmit
telkreislauf über einen den Speicher umgehenden Bypass zu
führen, bis das System eine Temperatur erreicht hat, bei der
ausreichend Wärme zur Wiederaufladung des Speichers zur Ver
fügung steht.
Es ist weiterhin bekannt, nach der Startentladung des Spei
chers den Kühlmittelstrom zunächst vollständig am Speicher
vorbeizuleiten und dann in einer zweiten Betriebsphase dem
Kühlmittelkreislauf etwa soviel Wärme zur Aufladung des Spei
chers zu entziehen, wie vom Motor als Überschuß zusätzlich zu
dem zur Aufrechterhaltung der Schwellentemperatur bestehenden
Bedarf erzeugt wird, d. h. der Speicher wird entweder durch
Aufteilung des Kühlmittelstroms von einer Teilmenge des Kühl
mittel durchflossen oder es wird durch eine Taktsteuerung der
Speicher nur zeitweilig vom gesamten Kühlmittelstrom durch
flossen. Wenn der Motor und der Speicher die Schwellentempe
ratur überschritten haben, wird in einer dritten Betriebspha
se der Speicher ständig vom gesamten Kühlmittelstrom durch
flossen. Als Parameter für die Steuerung des Verfahrensab
laufs werden beispielsweise die Kühlmitteltemperaturen am
Zufluß und am Abfluß des Wärmespeichers ermittelt.
Es sind hierzu verschiedene Ventilanordnungen außerhalb des
Speichers bekannt, wobei die Ventile untereinander, sowie mit
dem Speicher und dem Kühlmittelkreislauf über eine Anzahl von
Schlauch- oder Rohrleitungen verbunden werden müssen. Neben
dem Materialaufwand ist bei diesen bekannten Verfahren und
Schaltungsanordnungen der Arbeitsaufwand bei der Montage be
achtlich. Beim Einsatz in Kraftfahrzeugen treten außerdem
Probleme auf, weil der Einbau im Motorraum aufgrund der meist
beengten Platzverhältnisse durch den Schaltungsaufwand er
schwert wird. Schließlich sind für die Steuerungsschaltungen
bekannter Art Mikroprozessoren erforderlich, welche wegen der
Empfindlichkeit gegenüber thermischen Einflüssen nicht im
Motorraum angeordnet werden können und somit zusätzlichen
Schaltungsaufwand erfordern.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfah
ren der eingangs beschriebenen Art und eine Anordnung zu des
sen Durchführung so zu verbessern, daß der Schaltungs- und
Montageaufwand, sowie der Platzbedarf spürbar reduziert wer
den, daß - soweit erforderlich - elektrische Schaltungen ein
facher Art ohne Mikroprozessoren ausreichend sind, deren ein
bau im Motorraum problemlos möglich ist. Die zur Durchführung
des Verfahren erforderliche Anordnung soll sich zum Einbau
als fertig montierte Montageeinheit eignen, so daß außer der
Verbindung von Zufluß und Abfluß mit dem Kühlmittelkreislauf
und der Herstellung der gegebenenfalls erforderlichen elek
trischen Leitungsverbindungen zur Stromversorgung bzw.
Signalübertragung keine weiteren Montagearbeiten am Kraft
fahrzeug anfallen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Zufluß
ständig mit dem Speicherinnenraum verbunden ist, daß der Ab
fluß durch ein Ventil zwischen einem geschlossenen und einem
voll geöffneten Zustand temperaturabhängig verstellt wird,
daß der Bypass durch ein Ventil zwischen einem voll geöffne
ten und einem geschlossenen Zustand temperaturabhängig ver
stellt wird, derart, daß bei geschlossenem Zustand des einen
Ventils das andere Ventil zumindest teilweise geöffnet ist,
wobei die Ventilstellung in Abhängigkeit von der Temperatur
des Wärmeträgerstroms, der durch die Vereinigung der über
beide Ventile geführten Teilströme gebildet wird, so gesteu
ert wird, daß der Abfluß beim Überschreiten einer gegebenen
oberen Temperaturschwelle geöffnet und beim Unterschreiten
einer unteren Temperaturschwelle geschlossen ist.
Bei dieser Betriebsweise kann eine aufwendige Steuerungs
schaltung entfallen, weil sich die erforderliche Anordnung
vorzugsweise mittels einer Temperaturänderungen unmittelbar
in eine mechanische Stellbewegung umsetzende Vorrichtung rea
lisieren läßt, wobei eine besonders vorteilhafte Ausführungs
form darin besteht, daß die beiden Ventile von einem im ver
einigten Wärmeträgerstrom angeordneten Dehnstoff-Arbeitsele
ment gesteuert werden.
Um die im Speicher gespeicherte Wärme insbesondere beim Kalt
start auch dann nutzen zu können, wenn die Kühlmitteltempera
tur im Speicher unterhalb der oberen Temperaturschwelle
liegt, besteht eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung darin,
daß die temperaturabhängige Steuerung der Ventile von einer
willkürlichen Steuerung derart überlagert wird, daß dann,
wenn die Temperatur des Bereichs, dessen Temperatur die tem
peraturabhängige Steuerung beeinflußt, unterhalb der oberen
Temperaturschwelle liegt, durch Aktivierung der willkürlichen
Steuerung die Ventile in eine den Durchfluß durch den Spei
cher ermöglichende Stellung zumindest dann überführt werden,
wenn sich die Temperatur vor der Aktivierung oberhalb eines
unteren Grenzwertes befindet, wobei eine besonders einfache
Ausführungsform darin besteht, daß die willkürliche Steuerung
durch Beheizung des Bereichs erfolgt, dessen Temperatur die
temperaturabhängige Steuerung beeinflußt. In letzterem Fall
kann durch die Beheizung gegebenenfalls dann, wenn die Tempe
ratur vor der Beheizung sehr niedrig liegt, der obere Schwel
lenwert nicht erreicht werden, was aber ohne nachteilige Fol
gen ist, weil in einem solchen Fall die Wärmezufuhr aus dem
Speicher die Temperatur des Systems nicht wesentlich erhöhen
würde. Falls die willkürliche Steuerung anders als durch
Beheizung realisiert wird, läßt sich die Ventilöffnung auch
völlig unabhängig von der Temperatur realisieren.
Vorzugsweise wird spätestens beim Motorstart eine Förderpumpe
im Kreislauf gestartet und die willkürliche Steuerung maximal
für eine Zeitspanne aktiviert, die für den vollständigen Aus
tausch des Speichervolumens ausreichend ist.
Für eine optimale Wirkungsweise ist es außerdem vorteilhaft
bei einem System, in welchem der Wärmeträger unabhängig vom
Motorbetrieb zirkulierbar ist, daß spätestens beim Abschalten
der Zündung des Motors die willkürliche Steuerung aktiviert
und Zirkulation über den Speicher während einer Zeitspanne
betrieben wird, die den Austausch des Speichervolumens ermög
licht, um die noch vom Motor abgegebene Wärme zur Beladung
des Speichers zu nutzen. Dabei sind für das Ein- und Aus
schalten der Beheizung und/oder der zusätzlichen Kühlmittel
umwälzpumpe nur verhältnismäßig einfache Schaltungen erfor
derlich, die sich ohne Mikroprozessoren ausführen lassen und
problemlos im Motorraum untergebracht werden können.
Wenn der Wärmeträger unabhängig vom Motor bzw. der Kühlmit
telpumpe des Kühlerkreislaufs zirkulierbar ist, ist es eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung, daß die Zirkulation des
Wärmeträgers über den Speicher beim Öffnen der Fahrertür
selbsttätig anläuft, um bereits vor dem Motorstart die Motor
temperatur zu erhöhen.
Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemä
ßen Verfahrens mit einem Verbrennungsmotor, einem über den
Motor führenden Kühlmittelkreislauf und einem Wärmespeicher,
der einen Zufluß und einen Abfluß aufweist, die unter Umge
hung des Speicherinnenraums durch einen Bypass verbindbar
sind, ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß im Bypass ein
zwischen einer geschlossenen und einer voll geöffneten Stel
lung verstellbares erstes Ventil und im Abfluß der Speichers
ein zwischen einer voll geöffneten und einer geschlossenen
Stellung bewegliches zweites Ventil angeordnet ist, daß in
dem stromab von beiden Ventilen vereinigten Strömungsweg des
Wärmeträgers eine temperaturabhängige Stellvorrichtung für
die Ventile angeordnet ist, die derart ausgelegt ist, daß bei
einem geschlossenen Ventil das jeweils andere Ventil zumin
dest teilweise geöffnet ist und daß oberhalb einer vorgegebe
nen oberen Temperaturschwelle die Ventile einen den Durchfluß
des Wärmeträgers durch den Speicher ermöglichende Stellung
und unterhalb einer vorgegebenen unteren Temperaturschwelle
die Ventile eine den Durchfluß durch den Speicher sperrende
Stellung einnehmen, wobei vorzugsweise im vereinigten Strö
mungsweg eine Temperaturänderungen unmittelbar in eine mecha
nische Stellbewegung umsetzende Vorrichtung angeordnet ist
und mit den Ventilen in Wirkverbindung steht, und in beson
ders bevorzugter Ausgestaltung ein Dehnstoff-Arbeitselement.
Solche Dehnstoff-Arbeitselemente können in einer handelsübli
chen Ausführung verwendet werden, bei welcher ein Stift in
einen mit einem Dehnstoff gefüllten Behälter eintaucht und
durch dessen oberhalb einer Temperaturschwelle eintretende
Ausdehnung gegen die Wirkung einer Rückstellfeder aus dem
Behälter herausgeschoben wird. Mit dem Stift und dem Behäl
ter kann jeweils ein Ventilkörper verbunden werden, wobei der
Einbau so vorgenommen werden kann, daß unter Berücksichtigung
der gegenläufigen Bewegung beider Ventilkörper das eine Ven
til geöffnet wird, wenn sich das andere Ventil schließt. Die
Ventilkörper können aber auch beide gemeinsam z. B. am Behäl
ter angebracht sein, während der Stift fest mit dem Ventilge
häuse verbunden ist.
Vorzugsweise ist den Ventilen eine willkürliche Steuerung
zugeordnet, die geeignet ist, die Ventile in eine einen
Durchfluß des Wärmeträgers durch den Speicher ermöglichende
Stellung zumindest dann zu überführen, wenn die Temperatur im
vereinigten Strömungsweg vor der Aktivierung der Steuerung
einen unteren Grenzwert nicht unterschreitet, wobei vorzugs
weise die willkürliche Steuerung eine zu- und abschaltbare
elektrische Heizung zur Temperaturanhebung in dem Bereich des
vereinigten Strömungswegs umfaßt, von dessen Temperatur die
Stellung der Stellvorrichtung abhängig ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß
der Wärmespeicher, die Ventile und deren Steuerung eine Mon
tageeinheit bilden. Wenn der Speicher einen Innenbehälter und
einem Außenbehälter umfaßt, die zwischen sich einen den In
nenbehälter thermisch isolierenden Bereich einschließen, ist
die Anordnung vorzugsweise so ausgestaltet, daß die Ventile
und deren Steuerung im thermisch isolierten Bereich des Spei
chers angeordnet sind. Dabei ist es möglich die Ventile und
ihre Steuerung in dem vom Innenbehälter umschlossenen Raum
anzuordnen.
Eine besonders einfache Gestaltung wird erreicht, wenn nach
einer weiteren Variante.
Eine besonders einfache Ausführung der Ventilsteuerung ergibt
sich, wenn die Ventilkörper beider Ventile zu einer Einheit
verbunden sind.
Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese
näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung des Kühlmittelkreislaufs
eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors mit Kühler,
Heizungswärmetauscher und Wärmespeicher,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Wärmespeichers
der zusammen mit der Ventilsteuerung als Montage
heit ausgebildet ist,
Fig. 3 die Anschlußseite eines Wärmespeichers mit einer
einbezogenen Ventilsteuerung unter Verwendung eines
Dehnstoff-Arbeitselements in einer den Durchfluß
des Wärmeträgers durch den Speicher gestattenden
Stellung und
Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung, jedoch mit
einer die Umgehung des Speichers bewirkenden Ven
tilstellung.
Der in Fig. 1 dargestellte Kühlmittelkreislauf eines Verbren
nungsmotors 10 besitzt einen ersten, über einen Kühler 12
führenden Kühlerkreislauf 14, der unter Umgehung des Kühlers
12 mittels eines Dreiwegeventils 16 und einer Leitung 18
kurzgeschlossen werden kann, solange der Motor seine Be
triebstemperatur noch nicht erlangt hat. Zur Umwälzung des
Kühlmittels dient eine vom Motor 10 antreibbare Kühlmittel
pumpe 20.
Ein zweiter Kreislauf, der Heizungskreislauf 22, verläuft vom
Motor 10 über einen Heizungswärmetauscher 26 und von diesem
zurück zur Kühlwasserpumpe 20. Über Leitungsanschlüsse 28
und 30 ist mit dem Heizungskreislauf 22 ein in den Fig. 2 bis
4 näher dargestellter Wärmespeicher 32 verbunden. Stromauf
vom Wärmespeicher 32 ist im Heizungskreislauf eine Umwälzpum
pe 34 angeordnet, die eine vom Motorbetrieb und damit von der
Kühlmittelpumpe 20 unabhängige Zirkulation des Kühlmittels
über den Wärmespeicher 32 ermöglicht.
Eine hinsichtlich ihrer Aufgabe später noch näher erläuterte
elektrische Schaltung und ihre Verbindung mit der Umwälzpumpe
34 und einer im Speicher angeordneten Heizung ist schematisch
dargestellt und mit 36 bezeichnet.
Wie die Fig. 2 zeigt, besteht der Wärmespeicher 32 aus einem
Außenbehälter 38 und einem Innenbehälter 40, zwischen denen
ein vorzugsweise zur thermischen Isolation des Innenbehälters
30 evakuierter Isolierraum 42 ausgebildet ist.
Der Leitungsanschluß 28 ist durch den Isolierraum 42 hindurch
direkt mit dem Zufluß 44 des Innenbehälters 40 verbunden,
während der Leitungsanschluß 30 mit dem Ausgang einer im Iso
lierraum 42 angeordneten Ventilanordnung 46 verbunden ist,
die zwei Eingänge aufweist, deren einer durch einen die Umge
hung des Speicherinnenraums 48 ermöglichenden Bypass 50 mit
dem Leitungsanschluß 30 und deren anderer mit dem Abfluß 52
aus dem Speicherinnenraum 48 verbunden ist. Den beiden Ein
gängen der Ventilanordnung 46 ist jeweils ein Ventil 54 bzw.
56 zugeordnet, wobei die Prinzipskizze in Fig. 2 eine Ausfüh
rungsform zeigt, bei der beweglichen Ventilkörper 58 bzw. 60
der beiden Ventile 54 und 56 zu einer gemeinsam beweglichen
Einheit derart verbunden sind, daß eines der Ventile voll
geöffnet ist, wenn das andere Ventil geschlossen ist. Während
einer Zwischenstellung sind beide Ventile geöffnet, so daß
der dem Speicher 32 über den Leitungsanschluß 28 zugeführte
Kühlmittelstrom teilweise über den Speicherinnenraum 48 und
das Ventil 56 und teilweise über den Bypass 50 und das Ventil
54 in den mit dem Leitungsanschluß 30 in Verbindung stehenden
Raum 62 der Ventilanordnung 46 zufließen kann, von wo aus er
den Speicher 32 verläßt. Im Raum 62 vereinigen sich also die
über beide Ventile 54 und 56 geführten Kühlmittelteilströme,
wobei der eine oder andere Teilstrom bis auf Null reduziert
werden kann. Ist das Ventil 56 geschlossen, kann kein Kühl
mittel aus dem Speicherinnenraum 48 austreten und demnach
fließt der gesamte über den Leitungsanschluß 28 ankommende
Kühlmittelstrom über den Bypass 50 und den Leitungsanschluß
30 unter Umgehung des Speicherinnenraums 48.
Die Steuerung der Ventile 54 und 56 erfolgt in Abhängigkeit
von der im Raum 52 der Ventilanordnung 46 herschenden Tempe
ratur. Eine dafür geeignete Konstruktion unter Verwendung
eines Dehnstoff-Arbeitselements 64 zeigen die Fig. 3 und 4.
Dieses Dehnstoff-Arbeitselements 64 besitzt einen rohrförmi
gen Behälter 66, in dem sich ein Dehnstoff, z. B. ein Wachs,
befindet, der sich beim überschreiten einer oberen Temperatur
schwelle ausdehnt, wobei die Temperaturschwelle durch Auswahl
des geeigneten Dehnstoffs bestimmbar ist. Durch die Ausdeh
nung des Dehnstoff wird ein in den Behälter 66 eintauchender
Stift 68 gegen die Wirkung einer nicht dargestellten Rück
stellfeder aus dem Behälter 66 geschoben. Dieser Stift 68 ist
bei der dargestellten Anordnung fest mit dem Gehäuse 70 der
Ventilanordnung 46 verbunden, so daß sich der Behälter 66 im
Raum 62 der Ventilanordnung 46 bewegt. Der Behälter 66 trägt
zwei tellerförmige Ventilkörper 58 und 60 die zur Bildung der
Ventile 54 und 56 Ventilöffnungen 72 bzw. 74 zugeordnet sind.
Beim Überschreiten einer unteren Temperaturschwelle beginnt
der Stift 68 sich aus dem Behälter 66 zu schieben, so daß der
Ventilkörper 60 leicht angehoben wird und ein Teilstrom des
am Speicher ankommenden Kühlmittels über den Speicherinnenraum 48
strömen kann. Beim Erreichen einer oberen Tempera
turschwelle ist das Ventil 56 voll geöffnet und das Ventil 54
durch den ebenfalls am Behälter 66 angebrachten, tellerförmi
gen Ventilkörper 58 geschlossen, wodurch der Kühlmittelstrom
über den Bypass 50 unterbrochen wird und der gesamte Kühlmit
telstrom über den Speicherinnenraum geführt wird. Spätestens
wenn der ganze Inhalt des Speicherinnenraums 48 beim Motor
kaltstart in den Kühlmittelkreislauf ausgeströmt ist, muß das
Ventil 56 wieder geschlossen sein. Dies geschieht durch die
nicht gezeigte Rückstellfeder, weil in der Endphase der Ent
leerung des heißen Speicherinhalts durch das Absinken der
Kühlmitteltemperatur im Raum 62 unter die untere Temperatur
schwelle das Dehnmittel der Kraft der Rückstellfeder keinen
Widerstand mehr entgegensetzt. Zugleich wird das Ventil 54
voll geöffnet und ermöglicht die Umgehung des Speicherinnen
raums 48.
Falls es erwünscht ist, einen Durchfluß durch den Speicher
innenraum 48 auch dann zu ermöglichen, wenn die Temperatur im
Raum 62 unter den erforderlichen Schwellenwert abgesunken
ist, um nach den Stillsetzen des Motors mit der anfallenden
Motorwärme den Speicher weiter zu laden oder um bei unter der
Schwellentemperatur liegender Temperatur der Speicherinhalts
dessen Wärme in einer Kaltstartsituation zu nutzen, wird ein
von außen, nämlich von der ansteuerbare willkürliche Ventil
steuerung in Form einer den Behälter 66 umgebenden elektri
schen Heizwendel 80 aktiviert. Dadurch wird die Temperatur
des Dehnmittels über den oberen Schwellenwert angehoben und
das Ventil 54 geschlossen, während gleichzeitig das Ventil 56
geöffnet wird. Zugleich wird gegebenenfalls die Umwälzpumpe
36 in Betrieb gesetzt, damit unabhängig von der nur während
des Motorbetriebs aktivierten Kühlwasserpumpe 20 eine Zirkula
tion des Kühlmittels über den Speicherinnenraum 48 stattfin
den kann.
Claims (17)
1. Verfahren zum Betrieb von Wärmespeichern im
Kühlmittelkreislauf von Verbrennungsmotoren, insbesondere in
Kraftfahrzeugen und insbesondere für die Beheizung des Motors
beim Kaltstart, mit einem in einem über den Motor führenden
Kühlmittelkreislauf zirkulierbaren Wärmeträger, wobei der
Wärmespeicher einen Zufluß und einen Abfluß für den Wärmeträ
ger aufweist, die ventilgesteuert über einen den Speicherin
nenraum umgehenden Bypass direkt miteinander verbindbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß ständig mit dem Spei
cherinnenraum verbunden ist, daß der Abfluß durch ein Ventil
zwischen einem geschlossenen und einem voll geöffneten Zu
stand temperaturabhängig verstellt wird, daß der Bypass durch
ein Ventil zwischen einem voll geöffneten und einem geschlos
senen Zustand temperaturabhängig verstellt wird, derart, daß
bei geschlossenem Zustand des einen Ventils das andere Ventil
zumindest teilweise geöffnet ist, wobei die Ventilstellung in
Abhängigkeit von der Temperatur des Wärmeträgerstroms, der
durch die Vereinigung der über beide Ventile geführten Teil
ströme gebildet wird, so gesteuert wird, daß der Abfluß beim
Überschreiten einer gegebenen oberen Temperaturschwelle ge
öffnet und beim Unterschreiten einer unteren Temperatur
schwelle geschlossen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Ventile durch eine im vereinigten Wärmeträger
strom angeordnete, Temperaturänderungen unmittelbar in eine
mechanische Stellbewegung umsetzende Vorrichtung gesteuert
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Ventile von einem im vereinigten Wärme
trägerstrom angeordneten Dehnstoff-Arbeitselement gesteuert
werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die temperaturabhängige Steuerung
der Ventile von einer willkürlichen Steuerung derart überla
gert wird, daß dann, wenn die Temperatur des vereinigten Wär
meträgerstroms unterhalb der oberen Temperaturschwelle liegt,
durch Aktivierung der willkürlichen Steuerung die Ventile in
eine den Durchfluß durch den Speicher ermöglichende Stellung
zumindest dann überführt werden, wenn sich die Temperatur
vor der Aktivierung oberhalb eines unteren Grenzwertes befin
det.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die willkürliche Steuerung durch Beheizung des Be
reichs erfolgt, dessen Temperatur die temperaturabhängige
Steuerung beeinflußt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß spätestens beim Motorstart
eine Förderpumpe im Kreislauf gestartet und die willkürliche
Steuerung maximal für eine Zeitspanne aktiviert wird, die für
den vollständigen Austausch des Speichervolumens ausreichend
ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che bei einem System, in welchem der Wärmeträger unabhängig
vom Motorbetrieb zirkulierbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß spätestens beim Abschalten der Zündung des Motors die
willkürliche Steuerung aktiviert und Zirkulation über den
Speicher während einer Zeitspanne betrieben wird, die den
Austausch des Speichervolumens ermöglicht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Zirkulation des Wärmeträgers über den Speicher
beim Öffnen der Fahrertür selbsttätig anläuft.
9. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfah
rens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Verbrennungsmotor (10),
einem über den Motor führenden Kühlmittelkreis
lauf (22) und einem Wärmespeicher (34), der einen Zufluß (44)
und einen Abfluß (52) aufweist, die unter Umgehung des
Speicherinnenraums (48) durch einen Bypass (50) verbindbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass (50) ein zwischen
einer geschlossenen und einer voll geöffneten Stellung ver
stellbares erstes Ventil (54) und im Abfluß der Speichers ein
zwischen einer voll geöffneten und einer geschlossenen Stel
lung bewegliches zweites Ventil (56) angeordnet ist, daß in
dem stromab von beiden Ventilen (54, 56) vereinigten
Strömungsweg des Wärmeträgers eine temperaturabhängige Stell
vorrichtung (64) für die Ventile angeordnet ist, die derart
ausgelegt ist, daß bei einem geschlossenen Ventil das jeweils
andere Ventil zumindest teilweise geöffnet ist und daß ober
halb einer vorgegebenen oberen Temperaturschwelle die Ventile
einen den Durchfluß des Wärmeträgers durch den Speicher (32)
ermöglichende Stellung und unterhalb einer vorgegebenen unte
ren Temperaturschwelle die Ventile eine den Durchfluß durch
den Speicher sperrende Stellung einnehmen.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß im vereinigten Strömungsweg eine Temperaturänderun
gen unmittelbar in eine mechanische Stellbewegung umsetzende
Vorrichtung angeordnet ist und mit den Ventilen in Wirkver
bindung steht.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß diese Vorrichtung ein Dehnstoff-Arbeitselement
ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß den Ventilen eine willkürliche
Steuerung zugeordnet ist, die geeignet ist, die Ventile in
eine einen Durchfluß des Wärmeträgers durch den Speicher er
möglichende Stellung zumindest dann zu überführen, wenn die
Temperatur im vereinigten Strömungsweg vor der Aktivierung
der Steuerung einen unteren Grenzwert nicht unterschreitet.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die willkürliche Steuerung eine zu- und ab
schaltbare elektrische Heizung zur Temperaturanhebung in dem
Bereich des vereinigten Strömungswegs umfaßt, von dessen Tem
peratur die Stellung der Stellvorrichtung abhängig ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (), die Ven
tile und deren Steuerung eine Montageeinheit bilden.
15. Anordnung nach Anspruch einem der Ansprüche 9
bis 14 mit einem Innenbehälter und einem Außenbehälter des
Speichers, die zwischen sich einen den Innenbehälter ther
misch isolierenden Bereich einschließen, dadurch gekennzeich
net, daß die Ventile und deren Steuerung im thermisch iso
lierten Bereich () des Speichers angeordnet sind.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventile und ihre Steuerung in dem vom In
nenbehälter umschlossenen Raum angeordnet sind.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper beider Ventile
zu einer Einheit verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19616586A DE19616586A1 (de) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb von Wärmespeichern im Kühlmittelkreislauf von Verbrennungsmotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19616586A DE19616586A1 (de) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb von Wärmespeichern im Kühlmittelkreislauf von Verbrennungsmotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19616586A1 true DE19616586A1 (de) | 1997-10-30 |
Family
ID=7792451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19616586A Withdrawn DE19616586A1 (de) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb von Wärmespeichern im Kühlmittelkreislauf von Verbrennungsmotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19616586A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180023453A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Denso Corporation | Engine warm-up apparatus for vehicle |
DE102018123751A1 (de) * | 2018-09-26 | 2020-03-26 | Karlsruher Institut für Technologie | Fluidgekühlte vorrichtung zur energiebereitstellung und verfahren zum betreiben der vorrichtung |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB227829A (en) * | 1924-01-16 | 1925-08-06 | Vickers Electrical Co Ltd | Improvements relating to thermally operating electric relays |
US4332221A (en) * | 1979-02-24 | 1982-06-01 | Robert Bosch Gmbh | Cooling system for, and method of cooling an internal combustion engine |
DE4127715A1 (de) * | 1991-08-22 | 1993-02-25 | Daimler Benz Ag | Fahrzeugheizung |
DE4136910A1 (de) * | 1991-11-09 | 1993-05-13 | Schatz Oskar | Verfahren zur schnellen einstellung der betriebstemperatur einer masse durch einen fliess- oder rieselfaehigen waermetraeger, insbesondere zur schnellaufheizung eines kraftfahrzeugmotors beim kaltstart |
DE4235830A1 (de) * | 1992-10-23 | 1994-04-28 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Wärmespeichersystem für den Kaltstart von Verbrennungsmaschinen |
DE19524424A1 (de) * | 1994-07-21 | 1996-01-25 | Volkswagen Ag | Kühlmittelkreislauf |
-
1996
- 1996-04-25 DE DE19616586A patent/DE19616586A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB227829A (en) * | 1924-01-16 | 1925-08-06 | Vickers Electrical Co Ltd | Improvements relating to thermally operating electric relays |
US4332221A (en) * | 1979-02-24 | 1982-06-01 | Robert Bosch Gmbh | Cooling system for, and method of cooling an internal combustion engine |
DE4127715A1 (de) * | 1991-08-22 | 1993-02-25 | Daimler Benz Ag | Fahrzeugheizung |
DE4136910A1 (de) * | 1991-11-09 | 1993-05-13 | Schatz Oskar | Verfahren zur schnellen einstellung der betriebstemperatur einer masse durch einen fliess- oder rieselfaehigen waermetraeger, insbesondere zur schnellaufheizung eines kraftfahrzeugmotors beim kaltstart |
DE4235830A1 (de) * | 1992-10-23 | 1994-04-28 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Wärmespeichersystem für den Kaltstart von Verbrennungsmaschinen |
DE19524424A1 (de) * | 1994-07-21 | 1996-01-25 | Volkswagen Ag | Kühlmittelkreislauf |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
BLÜHER,Peter: Latentwärmespeicher erhöht den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit. In: ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 93, 1991, 10, S.620-625 * |
Latent heat storage. In: Automotive Engineering, Feb. 1992, Vol.100, No.2, S.58-61 * |
SCHATZ,Oskar: Der Latentwärmespeicher. In: Krafthand, H.8, 30. April 1994, S.482-484,486 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180023453A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Denso Corporation | Engine warm-up apparatus for vehicle |
US10494985B2 (en) * | 2016-07-20 | 2019-12-03 | Denso Corporation | Engine warm-up apparatus for vehicle |
DE102018123751A1 (de) * | 2018-09-26 | 2020-03-26 | Karlsruher Institut für Technologie | Fluidgekühlte vorrichtung zur energiebereitstellung und verfahren zum betreiben der vorrichtung |
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